JP6891142B2 - Metallic film for capacitor elements and metallized film capacitors using it - Google Patents
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Description
本発明は、コンデンサ素子用の金属化フィルムおよびそれを用いた金属化フィルムコンデンサにおいて、その金属化フィルムの蒸着パターンの改良に関する。 The present invention relates to a metallized film for a capacitor element and a metallized film capacitor using the same, and relates to an improvement of a vapor deposition pattern of the metallized film.
ハイブリッド車(HV)、電気自動車(EV)、燃料電池自動車(FCV)や産業機械に用いられる金属化フィルムコンデンサの技術分野においては、小型・軽量化、低コスト化のために誘電体フィルムの厚みを薄くすることが求められている。誘電体フィルムの薄膜化に当たっては耐電圧性能の向上が求められ、そのための手段として、材料の改良とともに、誘電体フィルム上に形成される蒸着電極の蒸着パターンの改良が行われている。 In the technical field of metallized film capacitors used in hybrid vehicles (HV), electric vehicles (EV), fuel cell vehicles (FCV) and industrial machinery, the thickness of the dielectric film is to reduce the size, weight and cost. Is required to be thin. In order to reduce the thickness of the dielectric film, it is required to improve the withstand voltage performance, and as a means for that purpose, the material is improved and the vapor deposition pattern of the vapor deposition electrode formed on the dielectric film is improved.
金属化フィルムコンデンサは、金属化フィルムの絶縁破壊により、周辺の蒸着金属が飛散することで絶縁を回復させる(自己回復機能)。周囲の蒸着電極が飛び散ってなくなってしまうので、そこで絶縁破壊の進行がストップし、絶縁が回復される。しかし、絶縁破壊数が増える高温・高電圧では自己回復機能が充分に得られないために、コンデンサがショートモードに陥るおそれがある。つまり、誘電体フィルム上に蒸着金属膜を有する金属化フィルムが積層・巻回されてなる金属化フィルムコンデンサにおいては、蒸着金属の飛散が不充分であると、誘電体フィルムの欠陥箇所を介して対向する2層の蒸着金属どうしが導通し、ショートしてしまう。 The metallized film capacitor restores the insulation by scattering the deposited metal around it due to the dielectric breakdown of the metallized film (self-healing function). Since the surrounding vapor-film electrode is scattered and disappears, the progress of dielectric breakdown stops there and the insulation is restored. However, at high temperatures and high voltages where the number of dielectric breakdowns increases, the self-healing function cannot be sufficiently obtained, and the capacitor may fall into a short mode. That is, in a metallized film capacitor in which a metallized film having a vapor-deposited metal film is laminated and wound on a dielectric film, if the vapor-deposited metal is not sufficiently scattered, the vapor-deposited metal is sufficiently scattered through the defective portion of the dielectric film. Two layers of vapor-deposited metals facing each other conduct with each other, resulting in a short circuit.
そこで、複数の分割電極とヒューズからなる保安機構が考案された。金属化フィルムにおいて分割電極を形成すると、金属化フィルムの自己回復機能を超えた絶縁破壊を起こした場合でも、周囲の分割電極から絶縁破壊を起こした分割電極に電流が流れ込み、ヒューズの蒸着金属を飛散させるヒューズ動作により、絶縁破壊を起こした分割電極を他の分割電極から切り離して絶縁を回復させ、高い安全性を確保できる。 Therefore, a safety mechanism consisting of a plurality of split electrodes and a fuse was devised. When the split electrode is formed in the metallized film, even if dielectric breakdown occurs beyond the self-healing function of the metallized film, current flows from the surrounding split electrode to the split electrode that has undergone dielectric breakdown, and the deposited metal of the fuse is formed. Due to the scattered fuse operation, the split electrode that has undergone dielectric breakdown is separated from the other split electrodes to restore the insulation, and high safety can be ensured.
一方、ヒューズ動作により容量発現に寄与する有効電極面積が減少することになる。
そこで、従来より分割電極を小面積化することによって耐電圧性能の向上を図っている。その手法の一つに、大面積電極列領域・小面積電極列領域のセットを誘電体フィルムの幅方向(以下、「フィルム幅方向」という)に交互に繰り返すパターン技術がある(例えば特許文献1参照)。
On the other hand, the effective electrode area that contributes to capacity development is reduced by the fuse operation.
Therefore, the withstand voltage performance is improved by reducing the area of the divided electrode. One of the methods is a pattern technique in which a set of a large-area electrode row region and a small-area electrode row region is alternately repeated in the width direction of a dielectric film (hereinafter, referred to as “film width direction”) (for example, Patent Document 1). reference).
ここで、分割電極の細分化について、図8に基づいて説明する。図8(a)は第1の従来例の分割電極を示し、比較的大きな分割電極面積を有している。一方、図8(b)は第2の従来例の分割電極を示し、図8(a)の場合の約2分の1の分割電極面積となっている。 Here, the subdivision of the split electrode will be described with reference to FIG. FIG. 8A shows the split electrode of the first conventional example, and has a relatively large split electrode area. On the other hand, FIG. 8B shows the split electrode of the second conventional example, and the area of the split electrode is about half that of the case of FIG. 8A.
図8(a)では、左右一対の絶縁スリット4,4に挟まれて1つの分割電極5が形成されている。図8(b)では、図8(a)での分割電極5の中央において、左右一対の絶縁スリット4,4とほぼ同形の第3の絶縁スリット4aを追加することにより、分割電極5を2分割したものに相当する左右一対の細分化小電極5b,5bを形成している。図8(b)の1つの細分化小電極5bの面積は図8(a)の分割電極5のほぼ2分の1の面積となっている。
In FIG. 8A, one
しかしながら、図8(b)において、例えば右側の細分化小電極5bでPで示す位置を起点にクリアリング(絶縁破壊による金属蒸着膜の蒸発飛散・消失)が発生したとすると、定格電圧が高電圧であって右側の細分化小電極5bに流入する電流が大きい場合には、ヒューズ部の金属蒸着膜が蒸発飛散し、右側の細分化小電極5bの全体(全面積分)が静電容量形成機能を消失する(塗りつぶし参照)。すなわち、誘電体フィルムを挟んで対向する2枚の蒸着電極の間に発生する絶縁破壊によって消失する有効電極面積の大きさについて、図8(b)の細分化小電極5bの場合は図8(a)の分割電極5に比べて約2分の1であり、コンデンサ静電容量の減少を抑制することができるが、図8(b)の第2の従来例においてもコンデンサ静電容量の減少の抑制に関して、なお改良の余地があると言える。
However, in FIG. 8B, if clearing (evaporation scattering / disappearance of the metal vapor deposition film due to dielectric breakdown) occurs starting from the position indicated by P on the right subdivided
また、上記のとおり、分割電極の面積を小さくするほどヒューズ動作による容量減少を抑制することが可能になるが、一方で分割電極を細分化し過ぎると、絶縁スリットの形成による金属化フィルムの有効電極面積が減少し、コンデンサの容量が低下してしまう。 Further, as described above, the smaller the area of the split electrode, the more the capacitance decrease due to the fuse operation can be suppressed. On the other hand, if the split electrode is subdivided too much, the effective electrode of the metallized film due to the formation of the insulating slit is formed. The area is reduced and the capacity of the capacitor is reduced.
また、分割電極の面積を小さくするとヒューズの数が増加することになるが、ヒューズ部分は分割電極と比較して高抵抗であるため、コンデンサの発熱が増加する。このような自己発熱の増加は、耐電圧性能や保安性能を低下させる原因となる。特に金属化フィルムを巻回または積層してなるコンデンサ素子の中心は自己発熱により温度上昇が激しく、他の部分よりも耐電圧性能や保安性能が劣化する。 Further, if the area of the split electrode is reduced, the number of fuses increases, but since the fuse portion has a higher resistance than that of the split electrode, the heat generation of the capacitor increases. Such an increase in self-heating causes a decrease in withstand voltage performance and safety performance. In particular, the temperature of the center of the capacitor element formed by winding or laminating a metallized film rises sharply due to self-heating, and the withstand voltage performance and safety performance are deteriorated compared to other parts.
さらに、定格電圧が高電圧化するにつれて絶縁スリットの幅が増加し、それが原因となって有効電極面積が益々減少するという問題がある。金属化フィルムコンデンサは、その定格電圧が高電圧化するに従って、絶縁スリットの幅が大きく、また有効電極面積が小さくなり、コンデンサ静電容量の減少化が進む。また、コンデンサ静電容量の減少化は、使用中のヒューズ動作(蒸着金属飛散)に伴って進行し、コンデンサの寿命に悪影響を与える。 Further, as the rated voltage increases, the width of the insulating slit increases, which causes a problem that the effective electrode area further decreases. As the rated voltage of the metallized film capacitor increases, the width of the insulating slit becomes larger and the effective electrode area becomes smaller, and the capacitance of the capacitor decreases. Further, the reduction of the capacitance of the capacitor progresses with the operation of the fuse during use (scattering of vapor-deposited metal), which adversely affects the life of the capacitor.
本発明はこのような事情に鑑みて創作したものであり、有効電極面積の減少ひいては静電容量形成機能の消失を抑制してコンデンサ寿命を改善しながら、耐電圧性能を向上させることを目的としている。 The present invention was created in view of such circumstances, and an object of the present invention is to improve the withstand voltage performance while suppressing the reduction of the effective electrode area and the loss of the capacitance forming function to improve the capacitor life. There is.
本発明は、次の手段を講じることにより上記の課題を解決する。 The present invention solves the above problems by taking the following measures.
本発明によるコンデンサ素子用の金属化フィルムは、
蒸着電極が少なくとも片面に形成された誘電体フィルムを備え、
前記蒸着電極は、前記誘電体のフィルム長手方向に沿って相対的な小面積分割状態で展開する小面積電極列領域と前記フィルム長手方向に沿って連続状態または相対的な大面積分割状態で展開する大面積電極列領域とのセットが前記誘電体のフィルム幅方向に沿って繰り返し配列され、
前記小面積電極列領域は、前記フィルム幅方向に延び、かつ途中部に切れ目のない連続した第1の絶縁スリットにより各分割電極に区画され、
前記各分割電極は、
前記第1の絶縁スリットの前記フィルム幅方向の端部において第1のヒューズを介する状態で、前記大面積電極列領域に電気的に接続され、
さらに前記フィルム長手方向の中間部で前記フィルム幅方向に延びる第2の絶縁スリットにより前記フィルム長手方向で向かい合う一対の細分化小電極に区画され、
前記一対の細分化小電極どうしは、前記第2の絶縁スリットの途中部の切れ目において第2のヒューズを介する状態で互いに電気的に接続され、
前記各細分化小電極が前記フィルム幅方向で隣り合う一対の単位電極領域に区画され、それら一対の単位電極領域は互いに連通し、
前記第2の絶縁スリットは、前記切れ目である第2のヒューズを挟んで互いに分離された一方部分と他方部分とを有し、
前記フィルム長手方向で向かい合う前記一対の細分化小電極のうち前記フィルム長手方向の一方側の第1の細分化小電極は、前記第2の絶縁スリットにおける前記一方部分と前記フィルム長手方向の一方側に位置する前記第1の絶縁スリットとで挟まれた第1の単位電極領域と、前記第2の絶縁スリットにおける前記他方部分と前記フィルム長手方向の一方側に位置する前記第1の絶縁スリットとで挟まれた第2の単位電極領域とであり、
前記フィルム長手方向で向かい合う前記一対の細分化小電極のうち前記フィルム長手方向の他方側の第2の細分化小電極は、前記第2の絶縁スリットにおける前記一方部分と前記フィルム長手方向の他方側に位置する前記第1の絶縁スリットとで挟まれた第3の単位電極領域と、前記第2の絶縁スリットにおける前記他方部分と前記フィルム長手方向の他方側に位置する前記第1の絶縁スリットとで挟まれた第4の単位電極領域とであり、
前記第1〜第4の単位電極領域はそれぞれ前記第1のヒューズを介して前記大面積電極列領域に電気的に接続されていることを特徴とする。
The metallized film for a capacitor element according to the present invention
With a dielectric film in which the vapor deposition electrodes are formed on at least one side,
The vapor-deposited electrode is developed in a small area electrode row region developed in a relative small area division state along the film longitudinal direction of the dielectric and in a continuous state or a relative large area division state along the film longitudinal direction. The set with the large-area electrode row region to be formed is repeatedly arranged along the film width direction of the dielectric.
The small-area electrode row region is partitioned into each divided electrode by a continuous first insulating slit extending in the film width direction and having no break in the middle portion.
Wherein each of the divided electrodes,
It is electrically connected to the large area electrode row region at the end of the first insulating slit in the film width direction via the first fuse.
Further, it is partitioned into a pair of subdivided small electrodes facing each other in the film longitudinal direction by a second insulating slit extending in the film width direction at the intermediate portion in the film longitudinal direction.
The pair of subdivided small electrodes are electrically connected to each other via a second fuse at a cut in the middle of the second insulating slit.
Each subdivided small electrode is divided into a pair of unit electrodes adjacent areas in the width direction of the film, their pair of unit electrodes regions communicate with each other,
The second insulating slit has one portion and the other portion separated from each other with the second fuse, which is the cut, interposed therebetween.
Of the pair of subdivided small electrodes facing each other in the longitudinal direction of the film, the first subdivided small electrode on one side in the longitudinal direction of the film is one portion of the second insulating slit and one side in the longitudinal direction of the film. A first unit electrode region sandwiched between the first insulating slits located in, and the other portion of the second insulating slit and the first insulating slit located on one side in the longitudinal direction of the film. It is a second unit electrode region sandwiched between
Of the pair of subdivided small electrodes facing each other in the longitudinal direction of the film, the second subdivided small electrode on the other side in the longitudinal direction of the film is the one portion of the second insulating slit and the other side in the longitudinal direction of the film. A third unit electrode region sandwiched between the first insulating slits located in, and the other portion of the second insulating slit and the first insulating slit located on the other side in the longitudinal direction of the film. It is a fourth unit electrode region sandwiched between
Each of the first to fourth unit electrode regions is electrically connected to the large area electrode row region via the first fuse .
上記構成においては、一対の第1の絶縁スリットとそれらの間の第2の絶縁スリットとが同じ方向性を有し、さらに第2の絶縁スリットの途中部にスリットの切れ目を配して第2のヒューズを形成しているので、各細分化小電極が複数の単位電極領域に区画される。フィルム幅方向で隣り合う単位電極領域どうしは互いに連続している。つまり、蒸着電極としては一連のものでありながら、クリアリング機能の発現においては互いに独立している。各単位電極領域は、そこでのクリアリング機能が、他の単位電極領域からは独立して単独で発現される。 In the above configuration, the pair of first insulating slits and the second insulating slit between them have the same directionality, and a second slit is arranged in the middle of the second insulating slit. Since the fuse is formed, each subdivided small electrode is partitioned into a plurality of unit electrode regions. The unit electrode regions adjacent to each other in the film width direction are continuous with each other. That is, although the vapor deposition electrodes are a series of electrodes, they are independent of each other in the expression of the clearing function. In each unit electrode region, the clearing function there is independently expressed independently of the other unit electrode regions.
詳しくは次のとおりである。フィルム長手方向での一対の細分化小電極を第1の細分化小電極、第2の細分化小電極と呼称することにする。いずれの細分化小電極においても、その複数の単位電極領域のうちフィルム幅方向の一方側に位置するものを一方側の単位電極領域と呼称し、フィルム幅方向の他方側に位置するものを他方側の単位電極領域と呼称することにする。 The details are as follows. A pair of subdivided small electrodes in the longitudinal direction of the film will be referred to as a first subdivided small electrode and a second subdivided small electrode. In any of the subdivided small electrodes, the one located on one side of the plurality of unit electrode regions in the film width direction is called the unit electrode region on one side, and the one located on the other side in the film width direction is called the other. It will be referred to as the unit electrode region on the side.
第1の細分化小電極における一方側の第1のヒューズから流入した電流が通る経路は、その第1の細分化小電極における他方側の第1のヒューズへと抜ける経路と、第2の絶縁スリット上に設けられた第2のヒューズを通って隣接する第2の細分化小電極に至りさらに第2の細分化小電極における他方側の第1のヒューズへと抜ける経路と、第2の細分化小電極における一方側の第1のヒューズへと抜ける経路とである。つまり、3つの経路がある。 The path through which the current flowing from the first fuse on one side of the first subdivided small electrode passes is the path leading to the first fuse on the other side of the first subdivided small electrode, and the second insulation. A path through a second fuse provided on the slit to an adjacent second subdivided small electrode and further to a first fuse on the other side of the second subdivided small electrode, and a second subdivision. It is a path leading to the first fuse on one side of the small electrode. That is, there are three routes.
また、第2の細分化小電極における一方側の第1のヒューズから流入した電流が通る経路は、その第2の細分化小電極における他方側の第1のヒューズへと抜ける経路と、第2の絶縁スリット上に設けられた第2のヒューズを通って隣接する第1の細分化小電極に至りさらに第1の細分化小電極における他方側の第1のヒューズへと抜ける経路と、第1の細分化小電極における一方側の第1のヒューズへと抜ける経路とである。これも、3つの経路である。なお、以上は一例であって、第2の絶縁スリット上に設けられた第2のヒューズが1つの場合の例である。第2のヒューズが多いほど電流経路は多くなる。 Further, the paths through which the current flowing from the first fuse on one side of the second subdivided small electrode passes are the path leading to the first fuse on the other side of the second subdivided small electrode and the second. A path through a second fuse provided on the insulating slit of the above to reach the adjacent first subdivided small electrode and further to the first fuse on the other side of the first subdivided small electrode, and a first It is a path leading to the first fuse on one side of the subdivided small electrode. This is also three routes. The above is an example, and is an example in which one second fuse is provided on the second insulating slit. The more second fuses, the more current paths.
1つの分割電極中に形成される複数の単位電極領域において、そのうちのいずれか1つの単位電極領域で絶縁破壊が発生したとする。このときクリアリングが行われる領域面積は、原則として、その絶縁破壊が起きた1つの単位電極領域に限られることになる。つまり、残りの複数の単位電極領域はクリアリングを起こすことなく温存される。絶縁破壊に起因して大きな電流の突入が生じるが、そしてその大部分が絶縁破壊の単位電極領域(1つ)に集中して、その単位電極領域をクリアリングすることになるが、上記したように電流の経路が多くあり、それぞれの経路にも電流が分かれて流れる。つまり、突入する電流の逃がし道が多くあるので、絶縁破壊の単位電極領域以外の複数の単位電極領域はクリアリングを免れ、正常な蒸着電極として温存される。 It is assumed that dielectric breakdown occurs in any one of the plurality of unit electrode regions formed in one divided electrode. At this time, the area of the area where the clearing is performed is, in principle, limited to one unit electrode area where the dielectric breakdown has occurred. That is, the remaining plurality of unit electrode regions are preserved without causing clearing. A large current inrush occurs due to dielectric breakdown, and most of it concentrates on the unit electrode region (1) of dielectric breakdown and clears the unit electrode region, as described above. There are many current paths, and the current flows separately in each path. That is, since there are many escape paths for the incoming current, a plurality of unit electrode regions other than the dielectric breakdown unit electrode region escape clearing and are preserved as normal vapor-deposited electrodes.
以上のように、絶縁破壊発生時に蒸着金属の飛散によって分断され無効化される電極の面積が小さくなることから、有効電極面積の減少ひいては静電容量形成機能の消失を抑制してコンデンサ寿命を改善し,併せて耐電圧性能を向上させることが可能となる。 As described above, since the area of the electrode that is divided and invalidated by the scattering of the vapor-deposited metal when dielectric breakdown occurs becomes smaller, the reduction of the effective electrode area and the disappearance of the capacitance forming function are suppressed to improve the capacitor life. At the same time, it is possible to improve the withstand voltage performance.
しかも、本発明によれば、新たな絶縁スリットを追加形成することなく単位電極領域を形成しているので、絶縁スリット形成に伴う有効電極面積の低下を回避することができる。よって、高電圧化に伴う絶縁スリット幅の増加による有効電極面積の減少を極力抑え、耐圧性能を向上させながらも有効電極面積消失割合を低減することができる。さらに、第2の絶縁スリットの途中部にヒューズを設けることで、フィルム長手方向に絶縁スリットを形成してその両端にヒューズを設ける場合に比べ、ヒューズ(高抵抗部)の増加を防ぎ、コンデンサの発熱を抑制することができる。 Moreover, according to the present invention, since the unit electrode region is formed without additionally forming a new insulating slit, it is possible to avoid a decrease in the effective electrode area due to the formation of the insulating slit. Therefore, it is possible to suppress the decrease in the effective electrode area due to the increase in the insulating slit width due to the increase in voltage as much as possible, and to reduce the effective electrode area disappearance rate while improving the withstand voltage performance. Further, by providing a fuse in the middle of the second insulating slit, it is possible to prevent an increase in the fuse (high resistance part) and prevent the capacitor from increasing as compared with the case where the insulating slit is formed in the longitudinal direction of the film and the fuses are provided at both ends thereof. Fever can be suppressed.
なお、上記の構成において、前記第1の絶縁スリットと前記第2の絶縁スリットとは、隣接する各一対の前記第1の絶縁スリットどうし間に前記第2の絶縁スリットが配置されるとともに、隣接する各一対の前記第2の絶縁スリットどうし間に前記第1の絶縁スリットが配置され、前記フィルム長手方向に沿って前記第1の絶縁スリットと前記第2の絶縁スリットとが1つ飛ばしの状態で交互に配列されている、という構成が好ましい。細分化小電極を規則正しく配列することによって、金属化フィルムの性状をその全面にわたって均一化することが可能となり、金属化フィルムコンデンサの寿命延長に有効となる。 In the above configuration, the first insulating slit and the second insulating slit are adjacent to each other while the second insulating slit is arranged between each pair of adjacent first insulating slits. The first insulating slit is arranged between each pair of the second insulating slits, and the first insulating slit and the second insulating slit are skipped along the longitudinal direction of the film. It is preferable that they are arranged alternately with. By regularly arranging the subdivided small electrodes, it is possible to make the properties of the metallized film uniform over the entire surface, which is effective in extending the life of the metallized film capacitor.
さらに本発明にかかわる金属化フィルムコンデンサは、上記のいずれかのコンデンサ素子用の金属化フィルムを2枚重ね合わせて一対の金属化フィルムを構成した金属化フィルムコンデンサにおいて、前記一対の金属化フィルムのうち一方の金属化フィルムにおける前記大面積電極列領域のすべてが他方の金属化フィルムにおける前記細分化小電極に対向する構成となっている。 Further, the metallized film capacitor according to the present invention is a metallized film capacitor formed by superimposing two metallized films for any of the above-mentioned capacitor elements to form a pair of metallized films. All of the large-area electrode row regions of one of the metallized films face the subdivided small electrodes of the other metallized film.
本発明によれば、絶縁破壊発生時に蒸着金属の飛散によって分断され無効化される電極の面積が小さくなることから、有効電極面積の減少ひいては静電容量形成機能の消失を抑制してコンデンサ寿命を改善しながら、耐電圧性能を向上させることができる。 According to the present invention, the area of the electrode that is divided and invalidated by the scattering of the vapor-deposited metal when dielectric breakdown occurs becomes smaller, so that the reduction of the effective electrode area and the disappearance of the capacitance forming function are suppressed to extend the life of the capacitor. While improving, the withstand voltage performance can be improved.
以下、上記構成の本発明のコンデンサ素子用の金属化フィルムにつき、その実施の形態を具体的な実施例のレベルで詳しく説明する。 Hereinafter, the metallized film for the capacitor element of the present invention having the above configuration will be described in detail in detail at the level of specific examples.
図1(a)は本発明の実施例におけるコンデンサ素子用の金属化フィルムの構成を示す平面図、図1(b)はその断面図、図2は金属化フィルムの一部を拡大して示す平面図、図3は分割電極部分を拡大して示す平面図である。 1 (a) is a plan view showing the configuration of a metallized film for a capacitor element in an embodiment of the present invention, FIG. 1 (b) is a cross-sectional view thereof, and FIG. 2 is an enlarged view of a part of the metallized film. The plan view and FIG. 3 are an enlarged plan view showing the divided electrode portion.
図1および図2において、1は金属化フィルム、2は誘電体フィルム(図1では蒸着電極の一部を剥がした状態を図示)、3はアルミニウム、亜鉛またはそれらの合金などの金属からなる蒸着電極、4は第1の絶縁スリット、4bは第2の絶縁スリット、4cは直線状の絶縁スリット、5Bは分割電極、5bは細分化小電極、6は第1のヒューズ、6bは第2のヒューズ、7は電極引き出し接続部、8は絶縁マージン、A1,A2は蒸着電極3の一部を構成する大面積電極列領域、B1,B2は蒸着電極3の残りの部分を構成する小面積電極列領域、a1は第1の中面積電極、a2は第2の中面積電極である。
In FIGS. 1 and 2, 1 is a metallized film, 2 is a dielectric film (shown in FIG. 1 in which a part of the vapor deposition electrode is peeled off), and 3 is vapor deposition made of a metal such as aluminum, zinc or an alloy thereof.
金属化フィルム1は、誘電体フィルム2の表面に蒸着電極3をパターン形成したものである。その蒸着電極3は、2列の大面積電極列領域・小面積電極列領域のセット(A1,B1),(A2,B2)で構成されている。A1は1列目の大面積電極列領域、B1は1列目の小面積電極列領域であり、これらは1列目の大面積電極列領域・小面積電極列領域のセット(A1,B1)を構成する。A2は2列目の大面積電極列領域、B2は2列目の小面積電極列領域であり、これらは2列目の大面積電極列領域・小面積電極列領域のセット(A2,B2)を構成する。この例では、大面積電極列領域・小面積電極列領域のセットの繰り返し配列は2列となっている。
The metallized film 1 is formed by forming a pattern of a vapor-deposited
1列目の大面積電極列領域A1は、金属化フィルム1のフィルム幅方向Yの一方端縁において金属溶射電極(メタリコン)を接続するための電極引き出し接続部7を含んでいる。この電極引き出し接続部7は、フィルム幅方向Yの一方端縁においてフィルム長手方向Xに沿って連続的に展開している領域(図1の破線の外側の横方向に細長い導電体領域)であり、1列目の大面積電極列領域A1と一体的に連接されている。図1(b)に示すように、電極引き出し接続部7は、その電極厚みが蒸着電極3の他領域と比べて厚くなっている。そのため、電極引き出し接続部7と電極引き出し部(メタリコン)との接続信頼性が高いものとなっている。この厚肉な電極引き出し接続部7のことをヘビーエッジ部と呼び、それ以外の蒸着電極3の薄肉な領域をアクティブ部と呼ぶ。
The large-area electrode row region A1 of the first row includes an electrode lead-
1列目の小面積電極列領域B1では、その第1の絶縁スリット4がいわゆるミュラー・リヤー形に形成されている。すなわち、第1の絶縁スリット4は、所定長さの線分の両端にそれぞれ内向きの矢羽根を有する形状を有している。2列目の小面積電極列領域B2では、その第1の絶縁スリット4がY字形(ミュラー・リヤー形において一端側の内向きの矢羽根が欠損した形状)に形成されている。この2列目の小面積電極列領域B2は、その第1の絶縁スリット4が金属化フィルム1のフィルム幅方向Yの他方端縁において絶縁マージン8と連接している。この絶縁マージン8は、誘電体フィルム2のフィルム幅方向Yの他方端縁においてフィルム長手方向Xに連続して展開している横方向に細長い絶縁領域である。その他の構成は1列目と同様である。
In the small area electrode row region B1 of the first row, the first insulating
大面積電極列領域Ai(i=1,2)はフィルム長手方向Xに沿って連続的に展開している領域である。小面積電極列領域Bi(i=1,2)は、その基本構成として、フィルム長手方向Xに所定の間隔で配列されたミュラー・リヤー形またはY字形の第1の絶縁スリット4により分割形成された複数の分割電極5Bを有する領域である。そして、大面積電極列領域・小面積電極列領域(Ai,Bi)のセットがフィルム幅方向Yに沿って2セット繰り返し配列されている。また、1列目の小面積電極列領域B1では、その基本構成としての各分割電極5Bは、フィルム幅方向Yの両側で第1の絶縁スリット4の切れ目における金属蒸着膜による第1のヒューズ6,6を介する状態で、両側の大面積電極列領域A1,A2に対して、電気的に接続されている。2列目の小面積電極列領域B2では、その基本構成としての各分割電極5Bは、フィルム幅方向Yの一側で第1の絶縁スリット4の切れ目における金属蒸着膜による第1のヒューズ6を介する状態で、その片側にある大面積電極列領域A2に対して、電気的に接続されている。
The large-area electrode row region Ai (i = 1, 2) is a region continuously developed along the film longitudinal direction X. The small-area electrode row region Bi (i = 1, 2) is divided and formed by a Muller-rear-shaped or Y-shaped first insulating
そして、上記のような大面積電極列領域・小面積電極列領域の2セットからなる蒸着電極3が誘電体フィルム2の少なくとも片面に形成されて金属化フィルム1が構成されている。
Then, the vapor-deposited
さらに、本発明の実施例は次のような構成を採用している。以下、本実施例での特徴的な構成(第2の絶縁スリット4bおよび第2のヒューズ6b)について説明する。
Further, the embodiment of the present invention adopts the following configuration. Hereinafter, the characteristic configurations (second insulating
すなわち、各小面積電極列領域Bi(i=1,2)におけるパターンは、フィルム長手方向Xにおいて対向する一対の第1の絶縁スリット4,4によって区画された複数の分割電極5Bを基本とした上で、それら各分割電極5Bにおいて、さらにフィルム長手方向Xの中間部で第2の絶縁スリット4bが配列されて各分割電極5Bが一対の細分化小電極5b,5bに区画形成されている。さらに、一対の細分化小電極5b,5bどうしは、第2の絶縁スリット4bのフィルム幅方向Yの途中部の切れ目に形成された金属蒸着膜による第2のヒューズ6bを介する状態で互いに電気的に接続されている。以上の結果として、各細分化小電極5b,5bがフィルム幅方向Yで互いに連通し各々単独でクリアリング機能(自己回復機能)を有する複数の単位電極領域5c…に区画されている。逆にいうと、フィルム幅方向Yで隣り合う2つの単位電極領域5c,5cが1つの細分化小電極5bを構成するものとなっている。そして、フィルム長手方向Xで隣り合う2つの細分化小電極5b,5bが1つの分割電極5Bを構成するものとなっている。
That is, the pattern in each small area electrode row region Bi (i = 1, 2) is based on a plurality of divided
第1の絶縁スリット4と第2の絶縁スリット4bとの関係においては、隣接する各一対の第1の絶縁スリット4,4どうし間に第2の絶縁スリット4bが配置されるとともに、隣接する各一対の第2の絶縁スリット4b,4bどうし間に第1の絶縁スリット4が配置された状態となっている。つまり、フィルム長手方向Xに沿って第1の絶縁スリット4と第2の絶縁スリット4bとが1つ飛ばしの状態で交互に配列された状態となっている。
In the relationship between the first insulating
また、本実施例の場合、第2のヒューズ6bが第2の絶縁スリット4bの中央で1つだけ形成されているので、分割電極5B1つ当り単位電極領域5cの個数は4つとなっている。1つの第2の絶縁スリット4bに形成する第2のヒューズ6bの数は1つに限定するものではなく、任意の個数としてよい。2個の場合は単位電極領域5cの個数は6つ、3個の場合は単位電極領域5cの個数は8つとなる(図示省略)。
Further, in the case of this embodiment, since only one
大面積電極列領域A1,A2はそれぞれ、フィルム長手方向Xに沿って、小面積電極列領域B1,B2の分割電極5Bのピッチよりも大きなピッチの、相対的により大面積分割状態で、複数の分割電極に区画されている。これらが第1の中面積電極a1と第2の中面積電極a2とである。
A plurality of large-area electrode row regions A1 and A2 are in a relatively large-area divided state with a pitch larger than the pitch of the divided
詳しくは、1列目の大面積電極列領域A1は、フィルム幅方向Yに伸びる直線状の絶縁スリット4cによってフィルム長手方向Xで区画されるが、この直線状の絶縁スリット4cのピッチは小面積電極列領域B1における第1の絶縁スリット4の4ピッチ分に相当している。また、2列目の大面積電極列領域A2を区画する直線状の絶縁スリット4cのピッチは、直線状の絶縁スリット4cの8ピッチ分に相当している。直線状の絶縁スリット4cは第1の絶縁スリット4の中央線分の延長線として形成されている(なお、これのみに限定されない)。
Specifically, the large-area electrode row region A1 of the first row is partitioned in the film longitudinal direction X by a linear insulating
1列目の大面積電極列領域A1において隣接する一対の直線状の絶縁スリット4c,4cで仕切られて形成される第1の中面積電極a1は、フィルム長手方向Xに沿って繰り返しの状態で配列されている。また、2列目の大面積電極列領域A2において隣接する一対の直線状の絶縁スリット4c,4cで仕切られて形成される第2の中面積電極a2も、フィルム長手方向Xに沿って繰り返しの状態で配列されている。これら第1の中面積電極a1および第2の中面積電極a2の各面積については、1つの細分化小電極5b(2つの単位電極領域5c,5cを合わせたもの)の4〜16倍の面積が好ましい。このように面積を設定することで、流出入する電流量の適正化を図り、耐電圧性と安全性とを良好に改善することができる。
The first medium-area electrode a1 formed by being partitioned by a pair of adjacent linear insulating
なお、大面積電極列領域A1,A2のいずれか一方または両方について、直線状の絶縁スリット4cを設けることなくフィルム長手方向Xに連続した領域としてもよい。
It should be noted that one or both of the large-area electrode row regions A1 and A2 may be continuous regions in the film longitudinal direction X without providing the linear insulating
上記のように誘電体フィルム2に蒸着電極3が形成されて構成された金属化フィルム1を2シート用意し、図4に示すように、両シートの金属化フィルム1,1どうしを180°反転状態で一方の金属化フィルムの電極引き出し接続部7が他方の金属化フィルムの蒸着電極と重ならないように上下2層に重ね合わせる。上層の金属化フィルム1の側縁に沿う1列目の大面積電極列領域A1に対し、その直下に下層の金属化フィルム1の2列目の小面積電極列領域B2が対向する。電極引き出し接続部7は絶縁マージン8に対向する。上層の金属化フィルム1における2列目の大面積電極列領域A2は下層の金属化フィルム1における1列目の小面積電極列領域B1に対向する。また、上層の金属化フィルム1における1列目の小面積電極列領域B1は下層の金属化フィルム1における2列目の大面積電極列領域A2に対向する。上層の金属化フィルム1の2列目の小面積電極列領域B2に対し、その直下に下層の金属化フィルム1の側縁の1列目の大面積電極列領域A1が対向している。絶縁マージン8は電極引き出し接続部7に対向する。要するに、一方の金属化フィルムにおける小面積電極列領域は他方の金属化フィルムにおける大面積電極列領域に対し対向している。
Two sheets of the metallized film 1 formed by forming the
ここで、一方の金属化フィルムにおける大面積電極列領域と他方の金属化フィルムにおける大面積電極列領域とが対向すると短絡破壊するおそれがあるため、一方の金属化フィルムにおける大面積電極列領域のすべてが他方の金属化フィルムにおける小面積電極列領域(一対の細分化小電極)に対向することが好ましい。なお、一方の金属化フィルムにおける大面積電極列領域と他方の金属化フィルムにおける大面積電極列領域とが対向するのを回避する観点からは、一方の金属化フィルムにおける大面積電極列領域のすべてが他方の金属化フィルムにおける細分化小電極(一対の細分化小電極のいずれか一方)に対向していればよい。 Here, if the large-area electrode row region of one metallized film and the large-area electrode row region of the other metallized film face each other, short-circuit fracture may occur. It is preferred that all face a small area electrode row region (a pair of subdivided small electrodes) in the other metallized film. From the viewpoint of avoiding the large-area electrode row region of one metallized film and the large-area electrode row region of the other metallized film facing each other, all of the large-area electrode row regions of one metallized film. Should face the subdivided small electrodes (one of the pair of subdivided small electrodes) in the other metallized film.
上記のように上層の金属化フィルム1と下層の金属化フィルム1とを重ね合わせた状態で、図5に示すように、巻芯9の外周部に多重に巻回し、さらに最外層に外装フィルム10を巻回した上でプレスによって図示のように細長小判状に扁平化し(扁平率が0.7以上)、金属化フィルム多層体11を得る。さらに、金属化フィルム多層体11の軸方向両端において金属溶射により電極引き出し部(メタリコン)12,12が形成され、高扁平の金属化フィルムコンデンサ素子Cを得る。電極引き出し部12,12は軸方向両側の電極引き出し接続部7,7に電気的に接続される。
As described above, in a state where the upper metallized film 1 and the lower metallized film 1 are overlapped with each other, as shown in FIG. 5, the outer peripheral film of the winding core 9 is wound in multiple layers, and the outermost layer is an exterior film. After winding No. 10, the film is flattened into an elongated oval shape (flattening ratio is 0.7 or more) by pressing as shown to obtain a metallized
なお、上記のように2枚重ねにした長尺な金属化フィルム1,1を巻回する代わりに、2枚重ねの短尺な金属化フィルム1,1を積層するタイプのコンデンサ素子もある。 There is also a type of capacitor element in which two short metallized films 1 and 1 are laminated instead of winding the two long metallized films 1 and 1 as described above.
上記のように構成された本実施例の金属化フィルムコンデンサにおいては、小面積電極列領域B1,B2の分割電極5Bを形成する一対の第1の絶縁スリット4,4はその主軸方向がフィルム幅方向Yとなっている。また、一対の第1の絶縁スリット4,4の間の第2の絶縁スリット4bもその主軸方向がフィルム幅方向Yとなっている。つまり、一対の第1の絶縁スリット4,4と第2の絶縁スリット4bとが同じ方向性を有している。さらに、1つの分割電極5Bは第2の絶縁スリット4bによって同形同大の一対の細分化小電極5b,5bに区画されている。加えて第2の絶縁スリット4bの途中部にスリットの切れ目を配して第2のヒューズ6bを形成し、分割電極5Bの内部で一対の細分化小電極5b,5bをフィルム長手方向Xで電気的に接続している。
In the metallized film capacitor of the present embodiment configured as described above, the pair of first insulating
以上の結果として、各細分化小電極5b,5bがそれぞれ2つの単位電極領域5c,5cに区画される。ここで単位電極領域とは、その内部で、対向する金属化フィルム1,1間に絶縁破壊が発生したときにクリアリングを起こし、しかもそのクリアリングを隣接する単位電極領域5cには及ぼすことなく単独でクリアリング機能を有する領域のことである。
As a result of the above, each subdivided
フィルム幅方向Yで隣り合う単位電極領域5c,5cどうしは互いに連続している。つまり、蒸着電極としては一連のものでありながら、クリアリング機能の発現においては互いに独立している。 The unit electrode regions 5c and 5c adjacent to each other in the film width direction Y are continuous with each other. That is, although the vapor deposition electrodes are a series of electrodes, they are independent of each other in the expression of the clearing function.
ここで、フィルム長手方向Xでの一対の細分化小電極5b,5bをそれぞれ第1の細分化小電極5b1 (左側(一方側))、第2の細分化小電極5b2 (右側(他方側))と呼称することにする。また、第1の細分化小電極5b1 において、その2つの単位電極領域5c,5cのうちフィルム幅方向Yで上側のものを左上側に位置する第1の単位電極領域5c1 と呼称し、下側のものを左下側に位置する第2の単位電極領域5c2 と呼称することにする。さらに、第2の細分化小電極5b2 において、その2つの単位電極領域5c,5cのうちフィルム幅方向Yで上側のものを右上側に位置する第3の単位電極領域5c3 と呼称し、下側のものを右下側に位置する第4の単位電極領域5c4 と呼称することにする。
Here, the longitudinal direction of the film pair subdivision
左上側に位置する第1の単位電極領域5c1 と、左下側に位置する第2の単位電極領域5c2 と、右上側に位置する第3の単位電極領域5c3 と、右下側に位置する第4の単位電極領域5c4 とは、それぞれのクリアリング機能が互いに独立しており、1つの単位電極領域で生じたクリアリング機能は他のいずれの単位電極領域にも波及しない。すなわち、クリアリング機能は個々の単位電極領域の内部で自己完結するようになっている。そこでのクリアリング機能が、他の単位電極領域5c…からは独立して単独で発現される。 The first unit electrode region 5c 1 located on the upper left side, the second unit electrode region 5c 2 located on the lower left side, the third unit electrode region 5c 3 located on the upper right side, and the position on the lower right side . The clearing functions of the fourth unit electrode region 5c 4 are independent of each other, and the clearing function generated in one unit electrode region does not spread to any of the other unit electrode regions. That is, the clearing function is self-contained within each unit electrode region. The clearing function there is independently expressed independently of the other unit electrode regions 5c ....
図6(a)に示すように、第1(左側)の細分化小電極5b1 における上側の第1のヒューズ6から流入した電流が流出する先は、その第1の細分化小電極5b1 における下側の第1のヒューズ6の経路(i1 )と、第2の絶縁スリット4b上に形成された第2のヒューズ6bを通って流入するところの領域、すなわち第1の細分化小電極5b1 に隣接する第2(右側)の細分化小電極5b2 における下側の第1のヒューズ6の経路(i2 )と、第2の細分化小電極5b2 における上側の第1のヒューズ6の経路(i3 )とである。つまり、直線的経路i1 、クランク形経路i2 (タンジェント曲線状)、Uの字形経路i3 の3つの経路がある。
As shown in FIG. 6A, the destination where the current flowing from the upper
また、図6(b)に示すように、第2(右側)の細分化小電極5b2 における上側の第1のヒューズ6から流入した電流が流出する先は、その第2の細分化小電極5b2 における下側の第1のヒューズ6の経路(i4 )と、第2のヒューズ6bを通って流入するところの領域、すなわち第2の細分化小電極5b2 に隣接する第1(左側)の細分化小電極5b1 における下側の第1のヒューズ6の経路(i5 )と、第1の細分化小電極5b1 における上側の第1のヒューズ6の経路(i6 )とである。これも、直線的経路i4 、クランク形経路i5 (タンジェント曲線状)、Uの字形経路i6 の3つの経路がある。
Further, as shown in FIG. 6B, the destination where the current flowing from the upper
さらに、第1(左側)の細分化小電極5b1 における下側の第1のヒューズ6から流入した電流が流出する先は、その第1の細分化小電極5b1 における上側の第1のヒューズ6の経路(i1 と反対方向の電流、以下「反i1 」という。以下同様)と、第2のヒューズ6bを通って流入するところの隣接する第2(右側)の細分化小電極5b2 における上側の第1のヒューズ6の経路(反i5 )と、下側の第1のヒューズ6の経路(i8 )である(図7)。また、第2の細分化小電極5b2 における下側の第1のヒューズ6から流入した電流が流出する先は、その第2の細分化小電極5b2 における上側の第1のヒューズ6の経路(反i4 )と、第2のヒューズ6bを通って流入するところの隣接する第1の細分化小電極5b1 における上側の第1のヒューズ6の経路(反i2 )および下側の第1のヒューズ6の経路(i7 )とである(図7)。
Moreover, previous to the current flowing from the
往路と復路とを考慮すると、全部で12個の経路となり、これは従来例の場合の4個に比べて大幅に増えている。 Considering the outbound route and the inbound route, there are a total of 12 routes, which is significantly more than the 4 routes in the conventional example.
1つの分割電極5B中に形成される4つの単位電極領域5cにおいて、そのうちのいずれか1つの単位電極領域5cで絶縁破壊が発生したとする。この絶縁破壊によってクリアリングが生じるのは、その絶縁破壊を起こした単位電極領域5cのみにおいてであって、それ以外の残りの単位電極領域5c…にクリアリングが波及することはない。その理由は次のとおりである。
It is assumed that dielectric breakdown occurs in any one of the four unit electrode regions 5c formed in one divided
いま、図7(a)に示すように、その絶縁破壊が発生した単位電極領域5cを右上側に位置する第3の単位電極領域5c3 とする。絶縁破壊箇所Pはその抵抗値が大幅に減少するため、周辺から大きな電流が急激に流入し、金属蒸着膜の蒸発飛散によるクリアリングが行われる。そのときの流入経路は、i4 、反i4 ,i3 ,反i5 の各経路である。ここで、経路i4 とは、同図の上から下に向かう電流経路であり、反i4 とは、経路i4 とは逆方向に向かう電流経路である。クリアリングが終息すると、大きな電流はなくなり、定常状態に戻る。 Now, as shown in FIG. 7A, the unit electrode region 5c in which the dielectric breakdown has occurred is defined as the third unit electrode region 5c 3 located on the upper right side. Since the resistance value of the dielectric breakdown portion P is significantly reduced, a large current suddenly flows in from the periphery, and clearing is performed by evaporation and scattering of the metal vapor deposition film. The inflow routes at that time are i 4 , anti-i 4 , i 3 , and anti-i 5 . Here, the path i 4 is a current path going from the top to the bottom in the figure, and the anti-i 4 is a current path going in the direction opposite to the path i 4. When the clearing is finished, the large current disappears and it returns to the steady state.
上記の過程で、絶縁破壊箇所Pへ流入する大きな電流が過剰となっても、その過剰分の電流を上側の第1のヒューズ6や下側の第1のヒューズ6を介して大面積電極列領域A1へ逃がすことができる。
In the above process, even if the large current flowing into the dielectric breakdown point P becomes excessive, the excess current is passed through the upper
つまり、図7(b)に示すように、第2(右側)の細分化小電極5b 2 における下側の第1のヒューズ6から流入した電流は、第2のヒューズ6bを通り、さらに第1(左側)の細分化小電極5b 1 の上側の第1のヒューズ6(反i2 の経路)または下側の第1のヒューズ6(i7 の経路)を介して外部の大面積電極列領域A1,A2へと流出する。
That is, as shown in FIG. 7 (b), the current flowing from the lower
また、第1(左側)の細分化小電極5b 1 における上側の第1のヒューズ6から流入した電流は、第2のヒューズ6bを通り、さらに第2(右側)の細分化小電極5b 2 の下側の第1のヒューズ6(i2 の経路)を介して外部の大面積電極列領域A2へと流出する。
Further, the current flowing from the upper
また、第1(左側)の細分化小電極5b 1 における下側の第1のヒューズ6から流入した電流は、第2のヒューズ6bを通り、さらに第2(右側)の細分化小電極5b 2 の下側の第1のヒューズ6(i8 の経路)を介して外部の大面積電極列領域A2へと流出する。
Further, the current flowing from the lower
このように過剰分の電流は分散化されて小さい電流となって大面積電極列領域A1,A2へ流出するので、分割電極5の内部のクリアリングは、絶縁破壊箇所Pを含む1つの単位電極領域5c3 を除いて、他の3つの単位電極領域5c1 ,5c2 ,5c4 では起こらない。
In this way, the excess current is dispersed and becomes a small current that flows out to the large-area electrode row regions A1 and A2. Therefore, the clearing inside the
結論として、絶縁破壊を起こした分割電極5において、静電容量形成機能を消失する面積割合は約4分の1(残りの約4分の3は有効電極面積として残存)である。すなわち、本発明実施例の場合の絶縁破壊を起こした1つの分割電極での有効電極面積消失割合は、従来例の場合の約2分の1に比べて、約50パーセント減に相当している。
In conclusion, in the divided
しかも、本発明によれば、新たな絶縁スリットを追加形成することなく単位電極領域を形成しているので、絶縁スリット形成に伴う有効電極面積の低下を回避することができる。よって、高電圧化に伴う絶縁スリット幅の増加による有効電極面積の減少を極力抑え、耐圧性能を向上させながらも有効電極面積消失割合を低減することができる。さらに、第2の絶縁スリットの途中部にヒューズを設けることで、フィルム長手方向に絶縁スリットを形成してその両端にヒューズを設ける場合に比べ、ヒューズ(高抵抗部)の増加を防ぎ、コンデンサの発熱を抑制することができる。 Moreover, according to the present invention, since the unit electrode region is formed without additionally forming a new insulating slit, it is possible to avoid a decrease in the effective electrode area due to the formation of the insulating slit. Therefore, it is possible to suppress the decrease in the effective electrode area due to the increase in the insulating slit width due to the increase in voltage as much as possible, and to reduce the effective electrode area disappearance rate while improving the withstand voltage performance. Further, by providing a fuse in the middle of the second insulating slit, it is possible to prevent an increase in the fuse (high resistance part) and prevent the capacitor from increasing as compared with the case where the insulating slit is formed in the longitudinal direction of the film and the fuses are provided at both ends thereof. Fever can be suppressed.
このように、本実施例によれば、有効電極面積の減少ひいては静電容量形成機能の消失を抑制してコンデンサ寿命を改善しながら、耐電圧性能を向上させることができる。 As described above, according to the present embodiment, it is possible to improve the withstand voltage performance while suppressing the decrease in the effective electrode area and the loss of the capacitance forming function to improve the capacitor life.
〔具体例〕
素子仕様:
容量 150μF
定格電圧 1650VDC
フィルム 5.5μm
50mm幅
第1の絶縁スリット4、第2の絶縁スリット4bの線幅は、0.15mmである。
〔Concrete example〕
Element specifications:
Capacity 150 μF
Rated voltage 1650 VDC
Film 5.5 μm
50 mm width The line width of the first insulating
第2のヒューズ6bの寸法(第2の絶縁スリット4bの切り目の開口幅)については、第1のヒューズ6の寸法(1.5mm)を基準にして、±5パーセントの増・減を見込んだものが好ましい。
The dimensions of the
細分化小電極5bあるいは単位電極領域5cのフィルム長手方向Xにおける幅寸法(配列ピッチ)は3mmとなっている。
The width dimension (arrangement pitch) of the subdivided
絶縁マージン8の線幅は3mmである。
The line width of the
1列目の大面積電極列領域A1において隣接する一対の直線状の絶縁スリット4c,4cのピッチは24mm、2列目の大面積電極列領域A2において隣接する一対の直線状の絶縁スリット4c,4cのピッチは48mmである。したがって、それぞれの領域A1,A2におけるセグメント(細分化小電極5b)の数は8と16である。
A pair of linear insulating
上記条件の供試体を5つ使用して、耐電圧性(寿命試験として、75℃、1920VDC、1000hrs経過後のコンデンサ素子容量変化を測定)と安全性(寿命試験でのショート発生数をカウント)を評価したところ、従来品に比べ、耐電圧性と安全性ともに改善したことが確認できた。 Withstanding voltage (measures the change in capacitor element capacitance after 75 ° C., 1920 VDC, and 1000 hrs as a life test) and safety (counts the number of short circuits in the life test) using five specimens under the above conditions. As a result of evaluation, it was confirmed that both withstand voltage resistance and safety were improved compared to the conventional product.
本発明は、金属化フィルムコンデンサにおける絶縁破壊発生時のクリアリングに際して、有効電極面積の減少ひいては静電容量形成機能の消失を抑制してコンデンサ寿命を改善しながら、耐電圧性能を向上させる技術として有用である。 The present invention is a technique for improving withstand voltage performance while improving capacitor life by suppressing a decrease in effective electrode area and thus a loss of capacitance forming function when clearing a metallized film capacitor when dielectric breakdown occurs. It is useful.
1 金属化フィルム
2 誘電体フィルム
3 蒸着電極
4 第1の絶縁スリット
4b 第2の絶縁スリット
5B 分割電極
5c 1 第1の単位電極領域
5c 2 第2の単位電極領域
5c 3 第3の単位電極領域
5c 4 第4の単位電極領域
5b 細分化小電極
5b 1 第1(左側)の細分化小電極
5b 2 第2(右側)の細分化小電極
6 第1のヒューズ
6b 第2のヒューズ
A1,A2 大面積電極列領域
B1,B2 小面積電極列領域
X フィルム長手方向
Y フィルム幅方向
1
5c 1 1st unit electrode region
5c 2 Second unit electrode region
5c 3 Third unit electrode region
5c 4 4th unit electrode region
5b Subdivided small electrode
5b 1 1st (left side) subdivided small electrode
5b 2 Second (right side) subdivided
Claims (3)
前記蒸着電極は、前記誘電体のフィルム長手方向に沿って相対的な小面積分割状態で展開する小面積電極列領域と前記フィルム長手方向に沿って連続状態または相対的な大面積分割状態で展開する大面積電極列領域とのセットが前記誘電体のフィルム幅方向に沿って繰り返し配列され、
前記小面積電極列領域は、前記フィルム幅方向に延び、かつ途中部に切れ目のない連続した第1の絶縁スリットにより各分割電極に区画され、
前記各分割電極は、
前記第1の絶縁スリットの前記フィルム幅方向の端部において第1のヒューズを介する状態で、前記大面積電極列領域に電気的に接続され、
さらに前記フィルム長手方向の中間部で前記フィルム幅方向に延びる第2の絶縁スリットにより前記フィルム長手方向で向かい合う一対の細分化小電極に区画され、
前記一対の細分化小電極どうしは、前記第2の絶縁スリットの途中部の切れ目において第2のヒューズを介する状態で互いに電気的に接続され、
前記各細分化小電極が前記フィルム幅方向で隣り合う一対の単位電極領域に区画され、それら一対の単位電極領域は互いに連通し、
前記第2の絶縁スリットは、前記切れ目である第2のヒューズを挟んで互いに分離された一方部分と他方部分とを有し、
前記フィルム長手方向で向かい合う前記一対の細分化小電極のうち前記フィルム長手方向の一方側の第1の細分化小電極は、前記第2の絶縁スリットにおける前記一方部分と前記フィルム長手方向の一方側に位置する前記第1の絶縁スリットとで挟まれた第1の単位電極領域と、前記第2の絶縁スリットにおける前記他方部分と前記フィルム長手方向の一方側に位置する前記第1の絶縁スリットとで挟まれた第2の単位電極領域とであり、
前記フィルム長手方向で向かい合う前記一対の細分化小電極のうち前記フィルム長手方向の他方側の第2の細分化小電極は、前記第2の絶縁スリットにおける前記一方部分と前記フィルム長手方向の他方側に位置する前記第1の絶縁スリットとで挟まれた第3の単位電極領域と、前記第2の絶縁スリットにおける前記他方部分と前記フィルム長手方向の他方側に位置する前記第1の絶縁スリットとで挟まれた第4の単位電極領域とであり、
前記第1〜第4の単位電極領域はそれぞれ前記第1のヒューズを介して前記大面積電極列領域に電気的に接続されていることを特徴とするコンデンサ素子用の金属化フィルム。 With a dielectric film in which the vapor deposition electrodes are formed on at least one side,
The vapor-deposited electrode is developed in a small area electrode row region developed in a relative small area division state along the film longitudinal direction of the dielectric and in a continuous state or a relative large area division state along the film longitudinal direction. The set with the large-area electrode row region to be formed is repeatedly arranged along the film width direction of the dielectric.
The small-area electrode row region is partitioned into each divided electrode by a continuous first insulating slit extending in the film width direction and having no break in the middle portion.
Wherein each of the divided electrodes,
It is electrically connected to the large area electrode row region at the end of the first insulating slit in the film width direction via the first fuse.
Further, it is partitioned into a pair of subdivided small electrodes facing each other in the film longitudinal direction by a second insulating slit extending in the film width direction at the intermediate portion in the film longitudinal direction.
The pair of subdivided small electrodes are electrically connected to each other via a second fuse at a cut in the middle of the second insulating slit.
Each subdivided small electrode is divided into a pair of unit electrodes adjacent areas in the width direction of the film, their pair of unit electrodes regions communicate with each other,
The second insulating slit has one portion and the other portion separated from each other with the second fuse, which is the cut, interposed therebetween.
Of the pair of subdivided small electrodes facing each other in the longitudinal direction of the film, the first subdivided small electrode on one side in the longitudinal direction of the film is one portion of the second insulating slit and one side in the longitudinal direction of the film. A first unit electrode region sandwiched between the first insulating slits located in, and the other portion of the second insulating slit and the first insulating slit located on one side in the longitudinal direction of the film. It is a second unit electrode region sandwiched between
Of the pair of subdivided small electrodes facing each other in the longitudinal direction of the film, the second subdivided small electrode on the other side in the longitudinal direction of the film is the one portion of the second insulating slit and the other side in the longitudinal direction of the film. A third unit electrode region sandwiched between the first insulating slits located in, and the other portion of the second insulating slit and the first insulating slit located on the other side in the longitudinal direction of the film. It is a fourth unit electrode region sandwiched between
A metallized film for a capacitor element, wherein each of the first to fourth unit electrode regions is electrically connected to the large area electrode row region via the first fuse.
前記一対の金属化フィルムのうち一方の金属化フィルムにおける前記大面積電極列領域のすべてが他方の金属化フィルムにおける前記細分化小電極に対向している金属化フィルムコンデンサ。 In a metallized film capacitor in which two metallized films for a capacitor element according to claim 1 or 2 are superposed to form a pair of metallized films.
A metallized film capacitor in which all of the large-area electrode row regions of one of the pair of metallized films face the subdivided small electrodes of the other metallized film.
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